【正文】 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [4]柳目 .譚云松 480 t/h CFB 鍋爐的運行調(diào)節(jié)及常見事故處理 [期刊論文 ] 電站系統(tǒng)工程 2020(4) [5]王昕 .郭慶杰 .楊海瑞 .呂。北京：煤炭工業(yè)出版社， 1980 [2] 拉希德，陳建業(yè)，楊德剛編著，電力電子技術(shù)手冊。在鍋爐運行中，如果物料循環(huán)停止，則爐膛差壓會突然降低，因此在運行中需要特別注意。用戶 根據(jù)燃用煤種的灰份和粒度設(shè)定一個爐膛 差壓的上限和下限作為開始和終止循環(huán)物料排放的基準點。爐膛差壓值越大，說明爐膛內(nèi)的物料濃度越高， 爐膛的傳熱系數(shù)越大，則鍋爐負荷可以帶得越高，因此在鍋爐運行中應(yīng)根據(jù)所帶負荷的要求，來調(diào)節(jié)爐膛差壓。 (4)． 爐膛差壓 爐膛差壓是一個反映爐膛內(nèi)固體物料濃度的參數(shù)。料層的厚度 (即料層差壓 )可以通過爐底放渣管排放底料 23 的方法來調(diào) 節(jié)。在鍋爐運行中，料層厚度大小會直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，如料層厚度過大，有可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。通常將所測得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監(jiān)測數(shù)值，在運行都是通過監(jiān)視料 層差壓值來得到料層厚度大小的。 返 料溫度可以通過調(diào)整給煤量和返料風(fēng)量來調(diào)節(jié)，如溫度過高，可適當(dāng)減少給煤量并加大返料 風(fēng)量，同時檢查返料器有無堵塞，及時清除，保證返料器的通暢。對于采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，其返料溫度較高，一般控制返料溫度高出料層溫度 2030℃ ，可以保證鍋爐穩(wěn)定燃燒，同時 起到調(diào)整燃燒的作用。一但料層溫度低于 700℃ ，應(yīng)做壓火處理，需待查明溫度降低原因并排除后再啟 動。在鍋爐運行中，當(dāng)料層溫度發(fā)生變化時，可通過調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量及送回燃燒室的返料量，調(diào)整料層溫度在控制范圍之 內(nèi)。在運行過程中要加強對料層溫度監(jiān)視，一般將料層溫度控制在 850℃ 950℃ 之間，溫度過高，容易使流化床體結(jié)焦造成停爐 事 故；溫度太低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火。它是一個 關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵參數(shù) 。當(dāng)床溫升高或降低，應(yīng)及時調(diào)整一、二次風(fēng)量比率、給煤量等。建議：燃用煙煤，下二次風(fēng) 100%全開，上二次風(fēng)只開 50%甚至 30%；燃用煤較細情況下，上二次風(fēng) 100%全開，下二次風(fēng)只開 50%甚至 30%。 （ 4） .本鍋爐在高度方向分上下二層二次風(fēng)管。 （ 2） .二次風(fēng)控制總風(fēng)量，在一次風(fēng)滿足流化、床溫和料層差壓的前提下， 總風(fēng)量不足時，可逐漸開啟二次風(fēng)門，隨負荷的增加，二次風(fēng)量逐漸增加。床溫范圍在 820~900℃之間， NOX排放值最低。 NOx、 SO2 排放濃度調(diào)節(jié) 1） .檢查鍋爐 SO2的排放，手動或自動調(diào)節(jié)石灰石的給料速率，保證 SO2的排放值符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)； SO2的排放值不允許長時間地低于標準的 75%，因為這能導(dǎo)致鍋爐低效率運行。調(diào)節(jié)床層溫度的主要手段是調(diào)節(jié)入爐煤量和調(diào)節(jié)去布風(fēng)板的一次風(fēng)流量。 2） .床層溫度過高，且持續(xù)時間過長，會造成床層結(jié)焦而無法運行。 床溫調(diào)節(jié) 1） .鍋爐床層溫度一般為 920℃，考慮到負荷的變化及其它方面的要求，應(yīng)將床層溫度控制在 177。 3） .當(dāng)鍋爐低負荷運行時，鍋筒水位稍高于正常水位，以免負荷增大造成低水位；反之，高負荷運行時應(yīng)使鍋筒水位稍低于正常水位，以免負荷降低造成高水位。 2） .鍋筒正常水位在鍋筒中心線以下 50mm 處， 177。如果發(fā)生溢水或缺水事故，則要被迫停爐。但床溫受到多方面制約，變化幅度有限，因此與改變床層高度相比，改變床溫來調(diào)節(jié)負荷作用有限。 4） .改變床溫也能調(diào)節(jié)鍋爐負荷。 2） .增加負荷時，應(yīng)先少量增加一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，再少量增加給煤量，使料層差壓逐漸增加，再少 量增加供風(fēng)量、給煤量交錯調(diào)節(jié)，直到所需的出力。 1） .升負荷時，燃煤量和風(fēng)量加大，在床溫不變條件下提高床層高度，增加蒸發(fā)受熱面的吸熱量。風(fēng)煤的調(diào)整作到“少量多次”，以避免床溫的波動。 11） .化學(xué)化驗人員應(yīng)每班分析灰、渣、煤樣品 一次，并將結(jié)果通知鍋爐運行人員。 20 9） .調(diào)整燃燒時，要嚴格控制床溫的變化，防止超溫結(jié)焦，風(fēng)室風(fēng)壓控制在 8— 10KPa，不可過大或過小，在鍋爐滿負荷運行或燃用灰熔點低的煤時，更需注意。 7） .循環(huán)灰量的調(diào)整是流化床燃燒調(diào)整的關(guān)鍵，也是控制鍋爐床溫的一個手段，正常運行時，在保證床溫規(guī)定范圍的前提下，旋風(fēng)分離器分離下的灰都通過回送裝置返入爐膛。 6） .在正常運行中，風(fēng)量的調(diào)整：一次風(fēng)不得低于流化風(fēng)量，一次風(fēng)是維持燃燒室流化狀態(tài)和一定的床溫，同時提供燃料燃燒所需的部分空氣量，二次風(fēng)控制燃燒所需的空氣量，使煤和空氣充分混合，保證燃燒充分。 4） .給煤量的調(diào)整，操作要平衡，不得短時內(nèi)大幅度調(diào)整，給煤過量會引起爆燃，床溫急劇升高而結(jié)焦，給煤量過小 或中斷會造成床溫急劇下降甚至熄火。 2） .在運行過程中，值班人員應(yīng)了解當(dāng)值所用燃料特性（燃燒的發(fā)熱量和灰分等），及時調(diào)整燃燒方式和風(fēng)煤配比。 50mm 時，報警鈴響，信號顯示，否則通知熱工人員處理。 （ 6）交接班前，將電接點水位計與雙色水位計校對，并將校對結(jié)果記錄在交接班記錄簿內(nèi)，若指示不一致，需檢查驗證汽包水位計的正確性，并通知熱工人員進行處理。 19 （ 4）在運行中，需經(jīng)常監(jiān)視給水壓力和溫度的變化，當(dāng)給水壓力和溫度過低時，立即聯(lián)系汽機值班人員進行調(diào)整。 50mm。 鍋爐水位調(diào)整 （ 1）鍋爐水位調(diào)整就是通過手動或自動控制調(diào)整給水門的開度，以保證鍋爐進水與蒸發(fā)之間的動平衡，維持汽包正常水位。 （ 6） .保證鍋爐機組安全運行，延長設(shè)備使用壽命。 （ 4） .保證蒸汽品質(zhì)合格。 （ 2） .保持正常的汽溫汽壓。 510 ℃ 2 過熱蒸汽壓力 177。 查鍋爐區(qū)域有無非正常的聲音，振動或移動。 。 、鍋水、飽和蒸汽進行定期取樣，分析化驗。驗證給水控制閥正常操作。 ，監(jiān)測底灰排放溫度。 ，確保氧量表的 正常工作。 。石灰石量給定值由石灰石給量與當(dāng)前煤量的合適比例確定，再由煙氣中的 SO2 含量對其比值進行修正，改變進入爐膛石灰石粉量，控制這個鈣硫比，保證 SO2 排放量要求，達到最佳脫硫效率。 2） 石灰石給量控制是由環(huán)保對 SO2 排放的測量是否達到要求，對石灰石的加入量進行控制。這就保證了在升負荷時要先加風(fēng)量再加煤量，減負荷時要先減煤量再減風(fēng)量。由熱負荷輸出作為煤量需求指令并與總風(fēng)量低選后作為煤量的給定值，給煤量主要受到負荷指令和風(fēng) 燃料配比連鎖的控制，首先根據(jù)負荷指令，計算出要求的燃料量，減去油量即是要求煤量；然后根根據(jù)風(fēng) 燃料比的要求，從實際計算出所允許的最大燃料量，減去油量即是允許最大煤量。 參見圖 3 17 （ 4） 給料量控制 CFB 鍋爐的給料量控制包括兩個部分：給煤量控制和石灰石給料量控制。 二次風(fēng)系統(tǒng)的控制回路設(shè)計成可以進行風(fēng)量控制和壓力控制， 其中，下部二次風(fēng)控制風(fēng)量，上部二次風(fēng)控制風(fēng)壓，這種控制回路設(shè)計使得正常運行時煤的燃燒、啟動時油槍的燃燒、油煤切換時所需空氣都能控制自如。 CFB 鍋爐的一次風(fēng)量有一個下限值，在任何運行工況下一次風(fēng)量都不能低于這個下限值。這里假設(shè)為第一種情況，風(fēng) 量分配系數(shù)、過?？諝庀禂?shù)和氧量修正與負荷的關(guān)系見圖 2. 運行人員可以在 50%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)二次風(fēng)量，這種大調(diào)節(jié)范圍涉及主要是為了通過一、二次風(fēng)的配比調(diào)節(jié)來控制床溫、二次風(fēng)又分為上部二次風(fēng)和下部 二次風(fēng)、這里也有一個分配系數(shù)的問題，改變這個分配系數(shù)可 16 以控制 CO、 NOx、 Sox 的排放。 根據(jù) CFB 鍋爐的運行特點，主要是二次風(fēng)機的運行特點，風(fēng)量控制有兩種不同的設(shè)計方法，但是具有相同的原理。總風(fēng)量的改變受到風(fēng)煤比的限制，這與常規(guī)煤粉爐是相同的，所不同的是一、二次風(fēng)的配比。 （ 2）風(fēng)量控制 CFB 鍋爐的風(fēng)量控制包括總風(fēng)量和一、二次風(fēng)量比例的控制。 3） 床溫的動態(tài)響應(yīng)應(yīng)具有典型的延遲，因此在設(shè)計控制系統(tǒng)時必須考慮因素。 此外，對上述控制策略作如下說明： 1） 氧量也能表征爐膛內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度，且響應(yīng)較床溫靈敏，可用作床 溫響應(yīng)的導(dǎo)前信號。 15 在實際運行中，將根據(jù)實 際運行狀況對上述控制策略進行調(diào)整。鑒于床溫控制的非線性特性以及床溫在 CFB 鍋爐安全穩(wěn)定運行中的重要性，采用常規(guī)的控制策略難以奏效，為此考慮采用如圖 1 智能控制系統(tǒng)，以增強控制系統(tǒng)的魯棒性和實用性。一般情況下，當(dāng)床溫高時可適當(dāng)?shù)販p少給煤量，經(jīng)過一段時 間的延遲后，床溫將下降；當(dāng)床溫低時適當(dāng)?shù)卦黾咏o煤量。 在不同的負荷水平下床溫控制亦有不同的特點。調(diào)整床料的粒徑分布調(diào)整爐膛上部和下部的壓差比，是通過改變進入爐膛的煤、床料、石灰石的粒徑來實現(xiàn)的，有冷灰器的 CFB 鍋爐也可通 過冷灰器的運行來調(diào)整床料粒徑分布。 2） 調(diào)節(jié)返料量（可以調(diào)節(jié)循環(huán)灰量）大小以控制床溫。 在循環(huán)倍率和煤種一定的情況下，主要調(diào)節(jié)風(fēng)量，控制床溫。 根據(jù)清華大學(xué)和中國科學(xué)院的傳熱研究， CFB 鍋爐中，粒子粒度小，濃度高，床溫高，傳熱增強；氣流表觀速度對 CFB 鍋 爐的傳熱無明顯作用，但是作為吸熱介質(zhì)，風(fēng)量對床溫有明顯影響。研究指出，脫硫的最佳溫度是 850～ 950℃。床溫正常后再重新帶負荷。因而床溫控制是一個典型的多變量控制回路。 、循環(huán)流化床燃燒控制方案 （ 1）床溫控制 從燃燒反應(yīng)動力學(xué)的角度看， CFB 鍋爐內(nèi)燃燒反應(yīng)控制在動力燃燒區(qū)或者過渡區(qū)內(nèi)相對來說溫度不高，并有大量的固體顆粒的強烈混合，因而其燃燒速率主要取決于化學(xué)反應(yīng)速度，也就是取決于溫度水平，換言之，床溫水平是控制燃燒速率的主導(dǎo)因素，這是床溫控制的重要性的理論依據(jù)。給煤量的變化最終也將影響爐膛溫度變化，因此，設(shè)計給煤回路時也必須考慮兩個方面，一方面以蒸汽壓力作為主控參數(shù)進行調(diào)節(jié)，保證負荷穩(wěn)定；另一方面在爐膛溫度偏 差超出允許的范圍時相應(yīng)的做出調(diào)整，保證鍋爐安全運行。但是，為了保持爐膛內(nèi)氣固兩相良好地運行，保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性，還必須使爐膛內(nèi)氧量的變化緊跟媒量的變化。 在現(xiàn)場運行中我們發(fā)現(xiàn)，爐膛負壓主要受引鳳和一次風(fēng)的影響，而其它量對它的影響都比較小，因此可以把引鳳回路設(shè)計為以爐膛負壓為主控參數(shù)、帶風(fēng)前饋的單回路控制系統(tǒng)。 可看出，其燃燒系統(tǒng)是一個復(fù)雜的三輸入三輸出對象，而且各控制量之間存在著緊密的耦合關(guān)系，如圖 32 所示。但是，在調(diào)節(jié)負荷時，改變給煤量也將直接影響爐膛溫度，而在調(diào)節(jié)床溫時，改變送風(fēng)量也將改變氣流速度，改變爐內(nèi)的傳熱系數(shù)，從而影響到負荷。 在具體的操作上，燃燒控制系統(tǒng)可分為三個回路：給煤、送風(fēng)和引鳳。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù) 由于循環(huán)流化床鍋爐工作過程的特殊性，使得對它的控制比對其他鍋爐要復(fù)雜，尤其是在燃燒系統(tǒng)的控制上，它不僅對負荷劑爐膛負壓進行控制，而且還要對爐膛溫度進行控制。而不 是爐膛負壓偏離給定值后再動作，從而能使 12 爐膛負壓基本不變。由于送風(fēng)量的變化時引起負壓波動的主要原因，為了能使引鳳量快速的跟蹤送風(fēng)量，以保持二者的比例，可將送風(fēng)量作為前饋引入引鳳調(diào)節(jié)器。 引風(fēng)控制的任務(wù)是保持爐膛的負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。 引風(fēng)控制系統(tǒng) 對于負壓燃燒鍋爐，如果爐膛壓力接近與大氣壓力，則爐煙往外冒出，影響 設(shè)備與工作人員的安全；反之，如果爐膛壓力太低，又會使大量的冷空氣漏入爐膛內(nèi)，降低了爐膛溫度，增加了引風(fēng)機負荷和排煙帶走的熱量損失。這個系統(tǒng)是用乘法器構(gòu)成的單閉環(huán)比值送風(fēng)控制系統(tǒng)，燃料量的修正值作為送風(fēng)量的給定值，實現(xiàn) B 與 V的比例控制。而送風(fēng)量 V 和燃料量 B 的最佳比例 K 是隨不同負荷、不同燃料品種而變化的。因此通常采用保持燃料量與送風(fēng)量成比例關(guān)系的送風(fēng)控制系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時汽包壓力的微分信號消失不影響副調(diào)節(jié)器入口的平衡關(guān)系。當(dāng)改換煤種時，相應(yīng)的調(diào)整校正系數(shù)的值，經(jīng)乘法器修整燃料反饋信號，以消除煤種變化的系統(tǒng)的影響。穩(wěn)態(tài)時鍋爐負荷要求指令與給煤機轉(zhuǎn)速反饋信號平衡。但是由于燃料量的直接測量問題沒有解決，對于采用鋼球磨煤機中儲式制粉系統(tǒng)的鍋爐均通過改變給粉機的轉(zhuǎn)速的方法來改變?nèi)剂狭俊５珜θ济哄仩t來說，運行中的煤量自發(fā)性擾動是經(jīng)常容易出現(xiàn)的，所以在設(shè)計燃煤鍋爐燃料控制時，必須考慮使系統(tǒng)具有快速消除燃料自發(fā)性擾動的措施，在這里引入燃料量的負反饋，并達到副調(diào)節(jié)器構(gòu)成串級 控制系統(tǒng)。另外，實施分段燃燒也是非常好的措施。這是我們不愿看到的。 10 （ 10） 給料方式的影響 石灰石與煤同點給入時脫硫效率最高。 （ 8） 負荷變化的影響 當(dāng)循環(huán)流化床負荷變化在相當(dāng)大的范圍內(nèi)時，脫硫效率基本恒定或略有升降。 （ 6） 循環(huán)倍率的影響 循環(huán)倍率越高，脫硫效率越高。 （ 4） 氧濃度的影響 脫硫與氧濃度關(guān)系不大，而提高過量空氣系數(shù)時脫硫效率總是提高的。床溫在 900℃左右達到最高的脫硫效率。循環(huán)流化床運行時 ca/s 摩爾比一般在 — 之間。 其化學(xué)方程式為 9 Fes2+2H22H2S+Fe H2S+O2H